内生真菌感染对宿主禾草重金属耐受性影响的研究

摘要

内生真菌与宿主禾草的共生关系是当前的研究热点之一。关于高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)和黑麦草(Lolium perenne L.)等人工栽培禾草的大量研究表明，内生真菌与宿主植物之间的关系是互利共生的，具体表现为感染内生真菌可以促进宿主植物的生长发育并提高宿主植物对食草动物、病原菌等生物胁迫以及对高温、干旱等非生物胁迫的耐受性。但目前有关感染内生真菌对宿主植物重金属耐性作用的研究还较少。
　　 本文以感染和未感染Neotyphodium属内生真菌的人工栽培禾草高羊茅和黑麦草以及内蒙古草原天然禾草羽茅(Achnatherum sibiricum(L.)Keng)三种植物为材料，通过对体外培养条件下的内生真菌和内生真菌一禾草共生体分别进行Zn、Cd胁迫实验，分析内生真菌自身的重金属耐受性以及感染内生真菌对宿主植物重金属耐受性的影响。结果发现：
　　 1.从高羊茅、黑麦草和羽茅中分离得到的三种内生真菌的生长速度为羽茅内生真菌>黑麦草内生真菌>高羊茅内生真菌。羽茅内生真菌Zn、Cd耐受性最高，高羊茅和黑麦草内生真菌Zn、Cd耐受性无显著差异。
　　 2.内生真菌感染对高羊茅、黑麦草和羽茅的分蘖能力都有促进作用，同时内生真菌感染还增加了黑麦草的叶片数。然而内生真菌感染对植物叶片延伸生长的影响在三种禾草中却各不相同：内生真菌促进了高羊茅叶片延伸生长，但减小了黑麦草的叶片延伸生长累积值；在羽茅中，内生真菌促进了Zn胁迫下的叶片延伸生长，但抑制了Cd胁迫下的叶片延伸生长。感染内生真菌对三种禾草的净光合速率、生物量及其分布格局没有显著影响，但是增强了对植物光系统II的保护作用。
　　 3.内生真菌感染改变了宿主对重金属的吸收以及重金属在植物体内的分配，降低了叶片中重金属的含量，而在其它器官中的累积量则因不同的重金属和不同的共生体而异。在根系中，内生真菌感染降低了Zn的含量，但增加了Cd的含量；在叶鞘中，内生真菌感染增加了高羊茅的重金属含量，但降低了羽茅的含量。这些变化可能与内生真菌促进宿主植物根系的酚类分泌、内生真菌的重金属耐受性以及重金属自身的特性等有关。
　　 4.总体来说，高羊茅－内生真菌共生体的重金属耐受性最强，羽茅－内生真菌共生体重金属耐受性最差，黑麦草－内生真菌共生体重金属耐受性居中。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

第一节 内生真菌的发现及其基本特征

第二节 禾草-内生真菌共生关系的研究进展

1.2.1 内生真菌对禾草生长发育的影响

1.2.2 内生真菌对禾草抗生物胁迫能力的影响

1.2.3 内生真菌对禾草抗非生物胁迫能力的影响

1.2.4. 天然禾草与内生真菌的共生关系

第三节 真菌及真菌-植物共生体在重金属污染修复中的作用

1.3.1 真菌对重金属的吸附作用

1.3.2 菌根真菌-植物共生体在重金属污染修复中的作用

1.3.3 内生真菌对植物重金属耐性的研究

第四节 问题的提出和研究内容

1.4.1 问题的提出

1.4.2 研究内容

第二章 不同内生真菌重金属耐受性的研究

第一节 实验材料

第二节 实验方法

2.2.1 种子内生真菌染菌率检测

2.2.2 内生真菌的分离与纯化

2.2.3 内生真菌生长曲线的测定

2.2.4 不同内生真菌对重金属Zn离子胁迫耐性的比较

2.2.5 不同内生真菌对重金属Cd离子胁迫耐性的比较

第三节 结果与分析

2.3.1 不同植物种子内生真菌染菌率和分离率

2.3.2 不同内生真菌的生长曲线

2.3.3 不同内生真菌对重金属Zn胁迫耐性的比较

2.3.4 不同内生真菌对重金属Cd胁迫耐性的比较

第四节 讨论与结论

2.4.1 讨论

2.4.2 结论

第三章 内生真菌感染对宿主禾草锌耐受性的影响

第一节 实验材料

第二节 实验方法

3.2.1 染菌和不染菌实验种群的建植

3.2.2 Zn胁迫处理

3.2.3 各项指标的测定

第三节 结果与分析

3.3.1 营养生长

3.3.2 生物量分配

3.3.3 光合生理

3.3.4 Zn含量

第四节 讨论与结论

3.4.1 讨论

3.4.2 结论

第四章 内生真菌感染对宿主禾草镉耐受性的影响

第一节 实验材料

第二节 实验方法

4.2.1 染菌和不染菌实验种群的建植

4.2.2 短期Cd胁迫实验

4.2.3 长期Cd胁迫实验

第三节 结果与分析

4.3.1 短期Cd胁迫实验

4.3.2 长期Cd胁迫实验

第四节 讨论与结论

4.4.1 讨论

4.4.2 结论

第五章 综合讨论与主要结论

第一节 综合讨论

5.1.1 重金属胁迫下内生真菌对宿主植物生长状况的影响

5.1.2 重金属胁迫下内生真菌感染对宿主植物重金属吸收与分配的影响及其可能机理

第二节 主要结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果